万有引力理论的成就_PPT课件.ppt

4万有引力理论的成就 1 知识回顾 万有引力定律 1 内容 自然界中任何两个物体都相互吸引 引力的方向在它们的连线上 引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比 与它们之间距离r的二次方成反比 2 公式 2 阿基米德在研究杠杆原理后 曾经说过一句名言 给我一个支点 我可以撬动地球 答案是 否定的 那给我们一个杠杆 天平 是否就可以称量地球的质量呢 创设情境 3 称量地球的质量 卡文迪许 我能称量地球质量 4 称量地球的质量 当时已知 地球的半径R 地球表面重力加速度g 卡文迪许已测出的引力常量G 5 在不考虑地球自转的影响 物体在地球表面时受到的重力等于万有引力 g 地球表面的重力加速度 R 地球的半径 6 已知 地球表面g 9 8m s2 地球半径R 6 4 106m 引力常量G 6 67 10 11Nm2 kg2 请你根据这些数据计算地球的质量 结果保留两位有效数字 地球的质量到底有多大 M 6 0 1024kg 7 合作探究 假如你被送到月球上 且已经知道月球半径和引力常量 给你一只弹簧秤和一个已知质量的砝码 你能否测出月球的质量 怎样测定 方案 1 先测出砝码在月球表面所受的重力 3 代入公式 2 再算出月球表面的重力加速度g 即可求得 8 科学真是迷人 根据零星的事实 增加一点猜想 竟能赢得那么多的收获 马克 吐温 9 计算太阳的质量 问题探究 测出某行星的公转周期T 轨道 1 将行星的运动看成是匀速圆周运动 2 万有引力提供向心力F引 Fn 只能求出中心天体的质量 不能求出环绕天体的质量 思考 不同行星与太阳的距离r和绕太阳公转的周期T都是不同的但是由不同行星的r T计算出来的太阳质量必须是一样的 上面这个公式能保证这一点吗 半径 能不能由此求出太阳的质量M 分析 10 卫星绕地球做圆周运动 11 称量 地球质量的第二种方法 已知 地球半径 R 月球周期 T月球距地面的高度为h 月球可视为质点 试写出地球质量M的表达式 M 计算天体密度 在天体质量M求出的情况下 只需再知道天体自身半径R 就可求出天体的体积 最后代入密度公式 万有引力理论的巨大成就 预见并发现未知行星 更是万有引力理论威力和价值的最生动例证 把 天上的物理 与 地上的物理 完美的统一起来 天上人间服从共同的科学法则 14 发现未知天体 在1781年发现的第七个行星 天王星的运动轨道 总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离 当时有人预测 肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星 后来英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶根据天王星的观测资料各自独立地利用万有引力定律计算出来了它的实际轨道 海王星 15 1846年9月23日晚 由德国的伽勒在柏林天文台用望远镜在预言的位置附近发现了这颗行星 海王星 与预计的轨道只差1度 海王星就这样被称其为 笔尖下发现的行星 柏林天文台 16 海王星发现之后 人们发现它的轨道也与理论计算的不一致 于是几位学者用亚当斯和勒维耶的方法预言另一颗新行星的存在 在预言提出之后 1930年 汤姆波夫发现了冥王星 冥王星和它的卫星 美国宇航局 NASA 提供的冥王星与它的卫星的画面 17 海王星和冥王星的发现以及英国天文学家哈雷根据万有引力定律计算出了哈雷彗星的轨道并正确预言了它的回归 最终确立了万有引力定律的地位 同时也成为科学史上的美谈 18 泰安一中学生发现SOHO彗星的孙霈源 最近再次发现了2颗新彗星 加上以前发现的4颗以及去年暑假发现的1颗 他已累计发现了7颗彗星 目前发现总数位列世界第39位 别说梦想遥不可及 19 钓鱼星 伟大的畅想 时间 10年后地点 酒泉卫星发射中心事件 神舟20号载人航天飞船执行探索钓鱼星的任务 20 任务一 神舟20号飞船在钓鱼星的高空轨道做匀速圆周运动